DE19842585A1 - Speichereinrichtung und ihre Verwendung - Google Patents

Abstract

Es wird eine Speichereinrichtung zur Aufnahme eines Schlaufenabschnittes einer in einer Transportrichtung (18) bewegten, flexiblen Materialbahn (8) zwischen einem der Speichereinrichtung vorgeschalteten Zufuhrbereich und einem nachgeschalteten Abfuhrbereich beschrieben, wobei sich die Materialbahngeschwindigkeiten im Zufuhrbereich und im Abfuhrbereich mindestens zeitweise unterscheiden. Die Geschwindigkeitsunterschiede werden durch die Längenveränderung des in der Speichereinrichtung gespeicherten Schlaufenabschnittes kompensiert. Die Speichereinrichtung hat zufuhrseitig eine durch ein Saugband (35, 55) gebildete erste Zugeinrichtung und abfuhrseitig eine durch ein paralleles Saugband (35, 56) gebildete, gesonderte zweite Zugeinrichtung. Durch die parallelen Saugbänder wird der eingezogene Schlaufenabschnitt auf dem größten Teil seiner Länge durch Unterdruck sicher gehalten, während sich zwischen den Zugeinrichtungen ein zugkraftfreier Schlaufenteilabschnitt (4a) entsprechend der Speicherfüllung in Speicherlängsrichtung im wesentlichen ohne Formänderung hin- und herbewegt. Es wird auch eine Heißpräge-Rotationsmaschine beschrieben, in der derartige Speichereinrichtungen besonders vorteilhaft einsetzbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Speichereinrichtung zur Aufnahme eines Schlaufenabschnitts einer bewegten flexiblen Material­ bahn, insbesondere einer Prägefolienbahn, zwischen einem der Speichereinrichtung vorgeschalteten Zufuhrbereich, in dem die Materialbahn mit einer Zufuhrbahngeschwindigkeit bewegt wird, und einem nachgeschalteten Abfuhrbereich, in dem die Mate­ rialbahn mit einer mindestens zeitweise von der Zufuhrbahnge­ schwindigkeit abweichenden Abfuhrbahngeschwindigkeit bewegt wird.

Derartige Speichereinrichtungen können nach Art von Aus­ gleichsbehältern oder Materialpuffern dazu dienen, in einer Einrichtung zur Verarbeitung des in Form einer flexiblen Materialbahn vorliegenden Materials Bereiche zumindest zeitweise unterschiedlicher Materialbahngeschwindigkeiten voneinander zu trennen. Die Anpassung der unterschiedlichen Geschwindigkeiten kann dadurch erfolgen, daß die Speicherein­ richtung einen mehr oder weniger langen Schlaufenabschnitt der Materialbahn aufnimmt und auf diese Weise Geschwindig­ keitsdifferenzen zwischen Zufuhrseite und Abfuhrseite aus­ gleicht, ohne daß es zur Stauchung oder zu unzulässiger Zugbeanspruchung der Materialbahn kommt.

Bekannte Speichereinrichtungen dieser Art haben einen Unter­ druckbehälter, in den ein Schlaufenabschnitt der Materialbahn hineingesogen wird. Am Eingangsbereich des Unterdruckbehäl­ ters wird der Schlaufenabschnitt an zwei Stellen, beispiels­ weise an Umlenkrollen gehalten, während der dazwischenliegen­ de Schlaufenabschnitt durch Unterdruck gestrafft wird. Dabei wirkt der mehr oder weniger tief eingesogene Schlaufenab­ schnitt wie ein Kolben, während der zugehörige Zylinder durch die glattwandigen Behälterwände gebildet wird. Zur Vermeidung des Einziehens von Nebenluft müssen die den Bahnkanten zugewandten Behälterwände möglichst nahe zum Rand der Mate­ rialbahn angeordnet sein, so daß die Breite einer Unterdruck­ kammer zweckmäßig die Breite der gespeicherten Materialbahn nur geringfügig übersteigt. Weil die Saugkammerbreite sehr genau an die Breite der Materialbahn angepaßt werden muß, müssen beim Wechsel von einer Materialbahnbreite auf eine andere Speichereinrichtungen entsprechend ausgetauscht oder umgerüstet werden, indem Kammerwände manuell versetzt werden, um die Kammerbreite an die Breite der neuen Materialbahn anzupassen.

Derartige Unterdruckspeicher sind beispielsweise aus den europäischen Patentanmeldungen 0 176 905 oder EP 0 623 432 bekannt und haben sich bei relativ steifem bzw. festem Material, wie Papier oder fotografischem Filmmaterial, gut bewährt. Aus der EP 0 718 099 ist bekannt, daß derartige Unterdruckspeicher auch als Folienspeicher zur Speicherung von Prägefolienbahnabschnitten in einer Präge-Rotations­ maschine verwendet werden können. Bei relativ dünnem, empfindlichen Prägefolienmaterial ist jedoch zur Vermeidung von Beschädigungen des Folienmaterial ggf. erhöhter konstruk­ tiver und/oder steuerungstechnischer Aufwand erforderlich. Bei unzureichendem Bahnzug kann es zu einem Flattern des sehr leichten, biegeschlaffen Folienmaterials im Luftstrom der eingesaugten Luft kommen, wodurch eine Prägefolienbahn beschädigt und/oder die Einzugskraft der Speichereinrichtung unkontrollierbar beeinträchtigt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Speicherein­ richtung zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere soll die Speichereinrichtung eine problemlose Speicherung von dünnem, empfindlichen Prägefolienmaterial ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Spei­ chereinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 vor.

Bei einer erfindungsgemäßen Speichereinrichtung ist zufuhr­ seitig eine erste Zugeinrichtung zum Ziehen der Materialbahn Richtung Speichereinrichtung und abfuhrseitig eine gesonder­ te, zweite Zugeinrichtung zum Ziehen der Materialbahn Rich­ tung Speichereinrichtung vorgesehen. Zwischen den bezogen auf die Bahnlaufrichtung einander entgegengesetzt bzw. aufeinander zu wirkenden Zugeinrichtungen, die auf einem großen Teil der Länge des Schlaufenabschnitts flächig und schonend an diesem angreifen können, verbleibt ein freier Schlaufenteilabschnitt, der im wesentlichen frei von Zugkräf­ ten ist. Er kann im Verhältnis zur Gesamtlänge des Schlaufen­ abschnittes sehr kurz sein und durch die Eigenspannung des Materialbahnmaterials gehalten ruhig und flatterfrei verblei­ ben. Die an den freien Schlaufenteilabschnitt angrenzenden Schlaufenteilabschnitte, an denen die Zugeinrichtungen flächig angreifen, können durch die Zugeinrichtungen in einem Abstand zueinander aktiv auseinandergehalten werden. Dadurch kann insbesondere die Gefahr einer gegenseitigen Berührung dieser Schlaufenschenkel beispielsweise aufgrund elektro­ statischer Kräfte vermieden werden. Diese Gefahr kann bei Unterdruckspeichern auftreten, bei denen die gesamte Länge des Schlaufenabschnittes ungeführt bzw. frei ist und sich entsprechend die Schlaufenform aus der Wechselwirkung zwischen Bahnspannungskräften und durch Unterdruck verursach­ ten Einsaugkräften ergibt.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die erste Zugeinrichtung und/oder die zweite Zugeinrich­ tung mindestens eine in eine Einzugrichtung bewegbare, vorzugsweise abschnittsweise ebene Antriebsfläche sowie Andruckmittel zum flächigen Andrücken der Materialbahn an die Antriebsfläche aufweist. Die Zugkraft einer Zugeinrichtung kann somit über einen großen bzw. langgestreckten Flächen­ bereich schonend auf die Materialbahn übertragen werden. Durch das Anliegen an den mit Abstand zueinander angeordneten Antriebsflächen können die entsprechenden Schlaufenschenkel aktiv sicher auseinander gehalten werden. Dabei wird vorzugs­ weise unter Aufbau von Gleitreibung zwischen Materialbahn und Antriebsfläche ein Schlupfantrieb gebildet. Der Aufbau von Gleitreibung unter Vermeidung von Haftreibung fördert ein sanftes, ruckfreies und das Materialbahnmaterial schonendes Fördern der Materialbahn und kann zweckmäßig dadurch erreicht werden, daß die Geschwindigkeit der Antriebsfläche in Ein­ zugsrichtung größer ist als die durch die Transportmittel vorgegebene Geschwindigkeit der Materialbahn in diese Rich­ tung. Vorzugsweise weist die erste Zugeinrichtung und/oder die zweite Zugeinrichtung mindestens ein umlaufendes, mit jeweils einem ebenen Abschnitt seiner Außenfläche die An­ triebsfläche bildendes Transportband auf.

Zur Erzeugung des erforderlichen Andrucks der Materialbahn auf die Antriebsfläche ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Andruckmittel eine Saugeinrichtung zur Ansaugung der Materi­ albahn an die Antriebsfläche umfassen, die zwischen Material­ bahn und Antriebsfläche einen Unterdruck erzeugt. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, beispielsweise durch ein Gebläse über eine Luftströmung die Materialbahn von der antriebsflächenabgewandten Seite auf die Antriebsfläche zu drücken. Derartige berührungslos arbeitende Andruckmittel sind wegen der dadurch erreichbaren Schonung der Materialbahn bevorzugt. Die Andruckmittel können aber auch über Berührung arbeitende Andruckelemente, beispielsweise Andruckbürsten o. dgl. aufweisen.

Für eine besonders schonende und gleichzeitig sichere Führung der Materialbahn in der Speichereinrichtung können mit Vorteil Mittel zur Einstellung der Zugkraft für die erste Zugeinrichtung und/oder die zweite Zugeinrichtung vorgesehen sein, über die sich beispielsweise in Abhängigkeit von der mittleren Transportgeschwindigkeit in Haupttransportrichtung und/oder dem Materialbahnmaterial die Zugkräfte optimieren lassen. Eine Steuerung der Stärke der Gleitreibung zwischen Materialbahn und Antriebsfläche kann beispielsweise über die Vorschubgeschwindigkeit des Transportbandes und/oder über die Saugkraft der Saugeinheit erfolgen.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Antriebsflächen der ersten Zugeinrichtung und der zweiten Zugeinrichtung einander zugewandt sind und/oder im wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Die Antriebs­ flächen können also als in Einzugsrichtung bewegliche Wände wirken, zwischen denen der Schlaufenabschnitt etwa U-förmig mit im wesentlichen geraden Schenkeln verläuft. Ein den Abstand der Schlaufenschenkel bestimmender Abstand zwischen den Antriebsflächen kann zweckmäßig derart groß gewählt werden, daß der freie Schlaufenteilabschnitt, in dem die Materialbahn an keiner Antriebsfläche anliegt, durch die Eigenspannung des Materials selbst gehalten wird und das Material knickfrei ausschließlich elastisch gekrümmt wird. Andererseits kann ggf. der Abstand derart klein gewählt werden, daß sich Änderungen der Geschwindigkeitsunterschiede zwischen Zufuhr- und Abfuhrbereich in einer deutlichen, ggf. durch eine Sensoreinrichtung zuverlässig erfaßbaren Verlage­ rung des freien Schlaufenteilabschnittes innerhalb der Speichereinrichtung parallel zur Einzugsrichtung bemerkbar macht.

Die Speicherkapazität kann so ausgelegt sein, daß für alle Betriebsbedingungen ausreichend Speicherraum vorhanden ist und weder eine Überfüllung, noch eine vollständige Entleerung des Speichers eintritt. Vorzugsweise kann jedoch der Grad der Speicherfüllung überwacht werden, um ggf. zufuhrseitig und/oder abfuhrseitig durch entsprechende Ansteuerung der Bahntransportmittel Materialbahngeschwindigkeitsänderungen vornehmen zu können. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist zur Erfassung der Speicherfüllung eine Sensoreinrichtung vorgesehen, die mindestens einen Abstandssensor zur Erfassung eines insbesondere parallel zur Einzugsrichtung gemessenen Abstandes zwischen einem freien Schlaufenteilabschnitt und einer Bezugsposition aufweist. Ein Abstandssensor ermöglicht nicht nur eine einfache Erfassung des absoluten Füllgrades einer Speichereinrichtung, sondern insbesondere auch eine problemlose Erfassung der Dynamik der Speicherfüllung, also eine Erfassung der Geschwindigkeit, mit der sich ein Speicher füllt oder entleert. Die Erfassung der Speicherfülldynamik ermöglicht eine "vorausschauende" Steuerung von Materialzu­ fuhr und/oder Materialabfuhr zur Speichereinrichtung, indem nicht erst bei Erreichen eines zulässigen maximalen Füllgra­ des entsprechende Steuersignale an eine Steuereinheit abgege­ ben werden, sondern auch schon bei schneller Annäherung an einen Extremzustand der Speicherfüllung.

Eine bevorzugt berührungslos arbeitende Sensoreinrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß sie mindestens einen Wellener­ zeuger zur Erzeugung elektromagnetischer und/oder akusti­ scher Wellen aufweist und daß vorzugsweise mindestens eine Empfangseinrichtung zum Empfang von durch den freien Schlau­ fenteilabschnitt reflektierten Wellen vorgesehen ist. Insbe­ sondere kann die Abstandsmessung mit Hilfe mindestens einer Laserlichtquelle vorgenommen werden, wobei insbesondere mindestens eine Fotodiode als Empfänger dienen kann. Bei einer Abstandsmessung über Wellen läßt sich besonders einfach über Nutzung des Doppeleffekts auch die Geschwindigkeit des Füllens bzw. Leerens der Speichereinrichtung ableiten und berücksichtigen.

Zur Erzielung höherer Produktivität ist es häufig erwünscht, in einer das Materialbahnmaterial nutzenden Einrichtung mehrere Materialbahnen parallel zu verarbeiten. Eine entspre­ chende Speichereinrichtung kann vorzugsweise zur Speicherung mehrerer paralleler, vorzugsweise unabhängig voneinander bewegbarer Materialbahnen ausgebildet sein. Während bei herkömmlichen Unterdruckspeichern hierzu zwischen den einzel­ nen Materialbahnen Trennwände in geeigneten Abständen vorge­ sehen sein müssen, um ein sicheres Einsaugen unter Vermeidung des Einziehens von Nebenluft zu gewährleisten, ist dies bei erfindungsgemäßen Speichereinrichtungen nicht erforderlich, da insbesondere eine Zugeinrichtung mit Schlupfantrieb an mehreren, ggf. mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegten Materialbahnen gleichzeitig ziehen kann, wobei sich ggf. die Geschwindigkeitsunterschiede zwischen einer An­ triebsfläche und der gezogenen Materialbahn von Bahn zu Bahn unterscheiden.

Obwohl es möglich ist, für jede Materialbahn eine gesonderte Sensoreinrichtung zur Erfassung der Speicherfüllung vorzuse­ hen, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Sensoreinrichtung zur zeitlich aufeinanderfolgenden Erfassung der Speicherfül­ lung bei mindestens zwei parallel zueinander und vorzugsweise unabhängig voneinander bewegbaren Materialbahnen zwischen den Materialbahnbereichen verfahrbar ist. Diese nicht nur bei erfindungsgemäßen Speichern, sondern auch bei herkömmlichen Speichereinrichtungen, beispielsweise Saugluftspeichern sehr vorteilhafte Maßnahme spart auf Seiten der verwendeten Hardware, also der Sensorik, Kosten und konstruktiven Auf­ wand, da ggf. ein einziger Sensor ausreichen kann, um eine Vielzahl von Materialbahnen zu überwachen. Ein Sensor ist zweckmäßig signalübertragend mit einer Steuer- und Auswerte­ einheit verbunden, über die die Materialbahngeschwindigkeit zufuhrseitig und/oder abfuhrseitig gesteuert werden kann. Bei mehreren durch einen Sensor überwachten Materialbahnen kann die Zuordnung der Füllgradmeßwerte, insbesondere der Ab­ standsmeßwerte, innerhalb der Steuereinrichtung kostengünstig durch entsprechende Software vorgenommen werden.

Speichereinrichtungen der genannten Art können bei allen Einrichtungen eingesetzt werden, bei denen eine Speicherung von Abschnitten durchlaufender Materialbahnen erforderlich ist, also beispielsweise bei Druckmaschinen, Verpackungsma­ schinen, Prägemaschinen o. dgl. Da sowohl einfuhrseitig, als auch abfuhrseitig Material unter geeigneter Zugkraft in die Speichereinrichtung eingezogen werden kann, lassen sich selbst komplizierte Geschwindigkeitsverhältnisse zwischen Zufuhr- und Abfuhrseite jederzeit einfach kompensieren. So kann beispielsweise zufuhrseitig Material kontinuierlich zugeführt und abfuhrseitig intermittierend oder mit wechseln­ der Geschwindigkeit abgeführt werden. Es ist auch möglich, eine diskontinuierliche Materialzufuhr an eine diskontinuier­ liche oder kontinuierliche Materialabfuhr anzupassen.

Mit besonders großen Vorteilen können erfindungsgemäße Speichereinrichtungen bei Prägevorrichtungen, insbesondere Heißprägevorrichtungen eingesetzt werden. Eine derartige Prägevorrichtung hat ein Prägewerk, bei dem zwischen einem Prägezylinder und einem Gegendruckelement, insbesondere einem Gegendruckzylinder, ein Prägespalt gebildet ist. Weiterhin ist eine Transporteinrichtung zum Transport einer Prägefo­ lienbahn von einem Folienvorrat durch den Prägespalt zu einer Foliensammeleinrichtung vorgesehen, wobei die Transportvor­ richtung Folienbeschleunigungsmittel aufweist, die derart ausgebildet sind, daß sich die Prägefolienbahn zumindest während eines Prägeintervalls geschwindigkeitsgleich mit einer zu beprägenden Materiallage durch den Prägespalt bewegt. Dies ist erforderlich, damit das Prägegut, beispiels­ weise diskrete hintereinanderliegende Prägeeinheiten wie Bilder oder Texte, oder aber ein aufzuprägender Teil einer Farbschicht, unverzerrt bzw. unverschmiert auf die zu beprä­ gende Materiallage übertragen werden kann und damit die Prägefolienbahn während des Prägeintervalls nicht reißt. Eine erfindungsgemäße Prägevorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß zwischen dem Folienvorrat und den Folienbeschleunigungs­ mitteln und/oder zwischen den Folienbeschleunigungsmitteln und der Foliensammeleinrichtung mindestens eine Speicherein­ richtung der beschriebenen Art angeordnet ist.

Bei Prägefolienbahnen mit diskreten Prägeeinheiten wird eine möglichst gute Registerhaltigkeit, also eine Lagegenauigkeit der Prägeeinheit zum vorgesehenen Prägeort, angestrebt. Bei Prägefolien mit Farbschichten dagegen strebt man zur Minimie­ rung von Ausschuß mit nicht benutzten Farbschichtbereichen einen möglichst geringen Abstand nachfolgender, noch zu prägender Farbschichtbereiche von vorhergehenden, bereits durch Prägung entfernten Farbschichtbereichen an. Um Material zu sparen, wird angestrebt, daß hintereinander liegende zu prägende Farbschichtbereiche bzw. Prägeeinheiten auf der Prägefolienbahn enger zusammenliegen als hintereinander liegende Prägeorte auf der Materiallage. Dies macht es erforderlich, daß die Prägefolienbahn außerhalb des Prägein­ tervalls langsamer als die normalerweise gleichförmig bewegte Materiallage geführt wird, vor dem Prägeintervall auf die Materiallagengeschwindigkeit beschleunigt wird und anschlie­ ßend wieder abgebremst und ggf. auch zurückgezogen wird. Diese Geschwindigkeitsänderungen werden durch die Folienbe­ schleunigungsmittel bewirkt, wobei unter Folienbeschleunigung sowohl eine Geschwindigkeitssteigerung, als auch eine Ge­ schwindigkeitsverringerung, als auch eine Richtungsumkehr der Bewegung der Prägefolienbahn verstanden wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind entsprechend die Folienbe­ schleunigungsmittel zur Erzeugung einer ungleichmäßigen Bewegung der Materialbahn ausgebildet, vorzugsweise zur Erzeugung einer Vorwärts/Rückwärtsbewegung, bei der die Materialbahn zeitweise in einer der Haupt-Transportrichtung entgegengesetzten Rückwärtsrichtung bewegt wird. Hier machen sich die Vorteile erfindungsgemäßer Speichereinrichtungen besonders bemerkbar, da durch die Möglichkeit des beidseiti­ gen, unabhängigen Einzugs von Bahnmaterial in den Folienspei­ cher sowie die durch den Schlupf gegebene Möglichkeit, Material entgegen der Einzugsrichtung im wesentlichen verzer­ rungsfrei aus der Speichereinrichtung herauszuziehen, auch Materialbahnbewegungen entgegen der Haupt-Transportrichtung problemlos akkomodiert werden können.

Insbesondere bei Rückwärtsbewegung der Materialbahn kann es auf der Zufuhrseite der Folienbeschleunigungsmittel zu Speicherfüllproblemen kommen, wenn Material von Folienvorrat kontinuierlich nachgeliefert wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist daher vorgesehen, daß der Folienvorrat, der vorzugsweise eine Abwickelspeicherrolle für die Prägefo­ lienbahn umfassen kann, bzgl. der Abgaberate für Prägefolie steuerbar ist. Die Steuerung kann insbesondere in Abhängig­ keit des Füllgrades und/oder der Füllgeschwindigkeit der dem Folienvorrat nachgeschalteten Speichereinrichtung erfolgen, wobei diese Steuergrößen vorteilhaft über die beschriebene Sensoreinrichtung erfaßt werden können.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Ausfüh­ rungsform einer mit erfindungsgemäßen Spei­ chereinrichtungen ausgestatteten Präge-Rota­ tionsmaschine.

In Fig. 1 ist schematisch eine Heißpräge-Rotationsmaschine 1 gezeigt, die beispielsweise zum Beprägen von aufeinanderfol­ genden Bogen oder einer Bahn aus Papier, Karton oder Kunst­ stoff mit Prägegut dienen kann, das in einer Transferschicht einer Prägefolienbahn vorliegt. Die Rotationsmaschine hat ein Prägewerk 2 mit einem horizontalen Prägezylinder 3 und einem etwa gleich großen, darunter liegenden Gegendruckzylinder 4, zwischen denen ein Prägespalt 5 gebildet ist. Der Prägezylin­ der 3 hat entlang seines Umfangs mindestens eine beheizbare Prägematritze 6, die in der gezeigten Position während eines Prägeintervalls auf eine mit gleichförmiger Geschwindigkeit durch den Prägespalt durchlaufende Materiallage 7 eine der auf der Prägefolienbahn 8 vorliegenden Prägeeinheiten auf die Materiallage aufprägt. Die Prägefolienbahn 8 hat eine dem Prägezylinder 3 zugewandte Rückseite 9 und eine empfindliche, eine Schicht eines thermisch aktivierbaren Heißklebers aufweisende Vorderseite 10. Fig. 1 zeigt die Vorrichtung während eines Prägeintervalls, während dem die Materiallage 7 und die Prägefolienbahn 8 im Bereich des Prägespaltes 5 die gleiche Bewegungsrichtung 11 aufweisen und gleich schnell mit einer Geschwindigkeit durch den Prägespalt laufen, die der Umfangsgeschwindigkeit der gegenläufig drehenden Zylinder 3, 4 entspricht.

Die Materialbahn der noch unverbrauchten Prägefolie liegt in einem Folienvorrat 15 in Form einer Abwickel-Speicherrolle vor, die durch einen nicht gezeigten, bzgl. seiner Geschwin­ digkeit steuerbaren Motor gedreht wird, bei anderen Ausfüh­ rungen aber auch passiv bzw. nicht angetrieben sein kann. Vom Folienvorrat wird die Prägefolie schlaufenförmig durch eine später erläuterte Folienzufuhr-Speichereinrichtung 16 zu einer Folienbeschleunigungseinrichtung 17 geführt, die sowohl die Geschwindigkeit als auch die Richtung der Prägefolienbe­ wegung im Prägespalt 5 steuert. In Haupt-Transportrichtung 11 hinter der Folienbeschleunigungseinrichtung ist eine Folien­ abfuhr-Speichereinrichtung 19 angeordnet, durch die hindurch die Prägefolienbahn schlaufenförmig zu einer als Folien­ sammeleinrichtung für die verbrauchte Prägefolienbahn dienen­ den Aufwickel-Speicherrolle 20 gezogen wird, die durch einen nicht gezeigten Elektromotor in Zugrichtung mit gleichmäßiger Drehgeschwindigkeit angetrieben wird. Durch die übereinander liegend gezeichneten Speicherrollen 15, 15' bzw. 20, 20' ist angedeutet, daß die Heißpräge-Rotationsmaschine 1 zur Verar­ beitung mehrerer parallel geführter Prägefolienbahnen ausge­ legt ist, deren Folientransport separat steuerbar ist.

Die Folienbeschleunigungseinrichtung 17 ähnelt im Aufbau der in der EP 0 718 099 beschriebenen Folienbeschleunigungsein­ richtung, deren Merkmale durch Bezugnahme zum Gegenstand dieser Anmeldung gemacht werden. Die Folienbeschleunigungs­ einrichtung hat eine in Transportrichtung 18 dem Prägespalt 5 nachgeschaltete Zugeinrichtung 22 mit einem über einen Elektromotor 23 mit gleichförmiger Geschwindigkeit angetrie­ benen, umlaufenden Saugband 24, dessen der Prägefolienbahn 8 zugewandte Oberseite sich in Transportrichtung 18 bewegt. Im Transportband 24 sind durchgehende Perforationen vorgesehen, die derart dimensioniert und angeordnet sind, daß sie durch die an der ebenen Anlagefläche anliegenden Prägefolienbahnen je nach deren Breite gruppenweise abgedeckt werden. Alle parallel geführten Prägefolienbahnen laufen über das gleiche Saugband. Vorzugsweise arbeitet die Zugeinrichtung 22 im Bereich der Gleitreibung zwischen Saugband und Prägefolien­ bahn, was dadurch erreicht wird, daß sich das Saugband 24 in Transportrichtung 18 schneller bewegt als die Prägefolien­ bahn. Die Zugeinrichtung erzeugt damit einen permanenten Zug an der Prägefolienbahn in Richtung 18, ermöglicht jedoch auch eine Bewegung der Prägefolienbahn entgegen Richtung 18.

Dem Prägespalt 5 vorgeschaltet ist eine die Folienzufuhr steuernde Folienzufuhreinrichtung 28 angeordnet. Ein bzgl. Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit programmierbarer An­ triebsmotor 29 treibt eine entsprechend in Drehgeschwindig­ keit und/oder Drehrichtung steuerbare Steuerwalze 30 an, über die die Prägefolienbahn 8 mittels vor- bzw. nachgeschalteter Umlenkrollen 31, 32 so geführt wird, daß die Steuerwalze etwa auf einer Hälfte ihres Umfanges von der Prägefolienbahn umschlungen ist. Die in Abrollkontakt mit der Prägefolienbahn stehende Steuerwalze ist als Saugwalze ausgebildet, die in dem umschlungenen Bereich wirksame Saugöffnungen hat, durch die die Prägefolienbahn unter Aufbau von Haftreibung ver­ rutschsicher angesaugt wird. Es wird vorteilhaft ein fester, für den Antrieb der Prägefolienbahn geeigneter und insbeson­ dere gegen die Zugkraft der Zugeinrichtung ausreichender Haftkontakt zur Steuerwalze hergestellt, ohne daß die empfindliche Vorderseite 10 berührt wird.

Durch die Folienbeschleunigungseinrichtung 17 wird insbeson­ dere ein aus Gründen der Folienmaterialersparnis sehr vor­ teilhafter Vorwärts-/Rückwärtsbetrieb der Prägefolienbahn ermöglicht. Dabei wird, wie erwähnt, die Prägefolienbahn so beschleunigt, daß sie während des Prägeintervalls geschwin­ digkeitsgleich mit der Materialbahn 7 durch den Prägespalt läuft. Nach dem Prägeintervall wird die Materialbahn durch Abbremsung der Steuerwalze 30 abgebremst und durch Richtungs­ umkehr der Steuerwalze 30 ein Stück weit durch den Prägespalt zurückgezogen, um eine ausreichende "Anlaufstrecke" für die Beschleunigung der nächsten Prägeeinheit auf die während des Prägeintervalls erforderliche Durchlaufgeschwindigkeit durch den Prägespalt zu erzeugen. Im Bereich der Folienbeschleuni­ gungseinrichtung 17 treten somit sowohl schnelle wie langsame Bahnbewegungen in Transportrichtung 18, als auch schnelle und langsame Materialbahnbewegungen entgegen dieser Haupttrans­ portrichtung auf.

Dagegen erfolgen die Materialzufuhr vom Vorrat 15 sowie die Materialabfuhr auf die Aufwickelrolle 20 in der Regel mit abweichender, ggf. kontinuierlicher Bahngeschwindigkeit. Die sich ergebenden Bahngeschwindigkeitsunterschiede zwischen Vorrat 15 und Beschleunigungseinrichtung 17 bzw. Beschleuni­ gungseinrichtung 17 und Sammeleinrichtung 20 werden durch die Speichereinrichtungen 16 bzw. 19 ausgeglichen, die als Puffer zwischen Folienvorrat 15 und Folienbeschleunigungseinrichtung 17 bzw. Folienbeschleunigungseinrichtung 17 und Foliensammel­ einrichtung 20 wirken.

Der Aufbau einer Speichereinrichtung wird am Beispiel der Zufuhr-Speichereinrichtung 16 erläutert, auf deren Zufuhr­ seite die durch die Abwickelgeschwindigkeit der Speicherrolle 15 gegebene Zufuhrbahngeschwindigkeit herrscht, während auf ihrer Abfuhrseite die in Betrag und Richtung im Takt der Prägeintervalle variierende Bahngeschwindigkeit im Folien­ beschleunigungsbereich 17 herrscht. Die Speichereinrichtung 16 hat auf ihrer dem Folienvorrat 15 zugewandten Seite eine erste Zugeinrichtung 35 in Form eines langgestreckten Saug­ bandes und auf ihrer der Folienbeschleunigungseinrichtung 17 zugewandten Abfuhrseite eine zweite Zugeinrichtung 36, die ebenfalls durch ein langgestrecktes Saugband gebildet ist. Die beiden Saugbänder 35, 36 sind im Aufbau identisch, mit ihren Längsachsen parallel zueinander spiegelbildlich zu einer gestrichelt angedeuteten Mittelebene 37 angeordnet und haben senkrecht zur Mittelebene einen Abstand zueinander. Jede der Zugeinrichtungen hat ein um zwei Umlenkrollen umlaufendes, perforiertes Transportband 38 bzw. 39, wobei die Transportbänder durch einen gemeinsamen Motor 40 derart gegenläufig drehend angetrieben werden, daß ihre einander zugewandten, ebenen Antriebsflächen 41, 42 in einer von der unteren Einzugsöffnung nach oben verlaufenden Einzugsrich­ tung 43 (Pfeile) mit gleicher Geschwindigkeit bewegt werden. Zwischen den geraden Abschnitten der Transportbänder sind jeweils an ein gemeinsames Sauggebläse 44 angeschlossene Unterdruckkästen 45, 46 angeordnet, durch die Luft durch die in den Transportbändern vorgesehenen Perforationen eingesaugt werden kann. Die Breite der Transportbänder 38, 39 entspricht einem Vielfachen einer Folienbahnbreite, so daß mehrere mit geringem Abstand parallel zueinander durch die Speicherein­ richtung geführte Prägefolienbahnen gemeinsam in den Speicher eingezogen werden können.

Ein in einer Speichereinrichtung aufgenommener U-förmiger Schlaufenabschnitt 47 hat zwei parallel zueinander verlaufen­ de gerade Schlaufenschenkel 48, die durch die Saugbänder 35, 36 auf ihrer gesamten Länge sicher geführt und auf Abstand zueinander gehalten werden, indem sie auf die in Richtung 43 bewegten Antriebsflächen gezogen werden, sowie einen im Vergleich zu den Schlaufenschenkeln normalerweise kurzen, gekrümmten freien Schlaufenteilabschnitt 49, der nicht in Berührung mit den Saugbändern steht, sondern sich entspre­ chend der zufuhr- und abfuhrseitigen Geschwindigkeitsverhält­ nisse parallel zur Richtung 43 im Bereich zwischen den gestrichelt angedeuteten Positionen maximaler bzw. minimaler Speicherfüllung hin- und herbewegen kann.

An der Einzugsöffnung gegenüberliegenden Endseite ist im Bereich der Mittelebene 37 eine Sensoreinrichtung 50 zur Erfassung der Speicherfüllung angeordnet. Die schematisch gezeigte Sensoreinrichtung 50 hat einen Sensorkopf 51, der in den Zwischenraum zwischen den Zugeinrichtungen 35, 36 gerich­ tet ist und an einer quer zu den parallelen Prägefolienbahnen senkrecht zur Papierebene verlaufenden Schiene 52 derart verfahrbar ist, daß der Sensorkopf 51 nacheinander bei den nebeneinanderliegenden Folienbahnen den jeweiligen Füllzu­ stand erfaßt. Der Sensorkopf hat eine auf die Mitte des U- förmig gebogenen freien Schlaufenteilabschnitts 49 gerichtete Laserlichtquelle und mindestens eine Fotozelle, die das in diesem Bereich von der Folienbahnrückseite 9 reflektierte Licht erfaßt. Eine zugeordnete Auswerteeinrichtung ermittelt hieraus den Längsabstand zwischen dem freien Schlaufenteilab­ schnitt und dem als Bezugspunkt dienenden Sensorkopf. Insbe­ sondere wenn die Abstandsmessung über ein geeignetes Zeit­ intervall durchgeführt wird, in dem beispielsweise der Sensorkopf über der jeweils zu messenden Folienbahn kurz angehalten wird, ist aus der zeitlichen Entwicklung des Abstandes auch die für die jeweilige Prägefolienbahn vorlie­ gende Füll- bzw. Entleerungsgeschwindigkeit des Speichers ableitbar. Die Geschwindigkeit ist auch aus den Füllgraden zeitlich definiert aufeinanderfolgender bahnbezogener Einzel­ messungen ableitbar. Der Sensorkopf kann dazu kontinuierlich bewegt werden.

Die Folienabfuhr-Speichereinrichtung 19 ist identisch aufge­ baut, wobei ihre Zugeinrichtungen 55, 56 über den gleichen Motor 40 geschwindigkeitsgleich mit den Zugeinrichtungen 35, 36 angetrieben werden und die den Saugbändern zugeordneten Unterdruckkästen an das gemeinsame Sauggebläse 44 angeschlos­ sen sind. Im Unterschied zur zufuhrseitigen Speichereinrich­ tung herrscht hier auf der Zufuhrseite 55 der durch die Folienbeschleunigungseinrichtung 17 vorgegebene ungleichmä­ ßige Bandvorschub mit Vor/Rückbewegung, während auf der Abfuhrseite 56 eine gleichförmige Abförderung zur Aufwickel- Speicherrolle 20 erfolgt.

Die Funktion der Anlage, insbesondere der jeweils mit Doppel­ saugband ausgerüsteten Speichereinrichtungen 16, 19 wird im folgenden zunächst beispielhaft für den Fall erläutert, daß die Bahnabgabegeschwindigkeit vom Folienvorrat 15 im wesent­ lichen der Bahnaufnahmegeschwindigkeit der Sammeleinrichtung 20 entspricht und im wesentlichen gleichförmig ist, während die Folienbeschleunigungsmittel 17 die oben beschriebene Vor-/Rückzugsbewegung der Prägefolienbahn mit den Folienbe­ schleunigungsphasen erzeugen. Die Geschwindigkeit der Trans­ portbänder in Einzugsrichtung ist zweckmäßig so eingestellt, daß sowohl einfuhrseitig, als auch abfuhrseitig die Antriebs­ fläche eines Saugbandes gegenüber der Folie eine Überschußge­ schwindigkeit hat, so daß es nicht zur Ausbildung von Haft­ reibung zwischen Prägefolienbahn und Transportband kommt, sondern im Gleitreibungsbereich mit Schlupf gearbeitet wird.

Dies fördert ein folienschonendes sanftes, ruckfreies Ziehen der Zugeinrichtungen an der Prägefolienbahn in Einzugrich­ tung. In den Phasen, in denen die zufuhrseitige Bahngeschwin­ digkeit bei einem Speicher die abfuhrseitige übersteigt, wird sich der Speicher füllen, indem der freie Schlaufenabschnitt in Richtung der zugeordneten Sensoreinrichtung nach oben wandert. Bei dieser Wanderung bleibt die im wesentlichen durch die Eigenspannung der Folienbahn und den Abstand der Saugbänder vorgegebene Form des freien Schlaufenteilab­ schnitts im wesentlichen unverändert, während sich die parallel zueinander verlaufenden, geraden Schenkel des Schlaufenabschnittes verlängern. Dabei werden die geraden Schenkel unabhängig von der Gesamtlänge der Schlaufe über ihre gesamte Länge durch die Saugbänder festgehalten und damit aktiv auf einem Abstand auseinandergehalten, der dem Abstand der einander zugewandten Antriebsflächen entspricht. Im Gegensatz zu herkömmlichen Unterdruckspeichern wird also der Schlaufenteilabschnitt über den wesentlichen Teil seiner Länge, mit Ausnahme des freien Schlaufenabschnitts, lage­ sicher geführt und gehalten, so daß insbesondere eine Berüh­ rung der Schlaufenschenkel, beispielsweise wegen elektro­ statischer Anziehungskräfte, zuverlässig vermieden wird. Der nicht geführte, freie Schlaufenteilabschnitt dagegen steht ruhig und flatterfrei zwischen den Saugbändern und kann als gut zu detektierende Referenzfläche für die Abstandsmessung mittels der auf ihn gerichteten Sensoreinrichtung dienen. Die lagesichere Bahnführung kann ohne besondere Abdichtungsmaß­ nahmen gewährleistet werden, wie sie bei Unterdruckspeichern erforderlich sind. Insbesondere ist auch ein Wechsel zu Folienbahnen anderer Breiten ohne Aufwand möglich, da keine bahnbegrenzenden Seitenwände vorgesehen werden müssen.

Bei Anlagen mit gleichförmiger vorratsseitiger Zufuhrge­ schwindigkeit und/oder gleichförmiger sammelseitiger Abfuhr­ geschwindigkeit ist die die Speicherkapazität der Folienspei­ cher bestimmende Gesamt-Einzugslänge der Speicher so auszule­ gen, daß es nicht zur Speicherüberfüllung oder zur völligen Entleerung des Speichers kommen kann. Die Speicherdimension kann verringert werden, indem der Füllgrad und/oder die Füll- bzw. Entleerungsgeschwindigkeit eines Speichers mittels der Sensoreinrichtung 50 überwacht und beispielsweise die Abroll­ geschwindigkeit der Abwickel-Speicherrolle 15 in Abhängigkeit von Füllgrad und/oder Füllgeschwindigkeit gesteuert wird. Ein Abstandssensor ist hierzu besonders vorteilhaft, da nicht nur die absoluten Füllstände, gegeben durch die (vertikale) Position des freien Schlaufenteilabschnittes, detektiert werden können, sondern durch Beobachtung des zeitlichen Verlaufs des Abstandes insbesondere auch Füll- bzw. Entlee­ rungsgeschwindigkeiten. Damit kann bei schneller Annäherung des Füllgrades an ein Füllgradextremum z. B. die Zufuhrge­ schwindigkeit frühzeitig langsam reduziert bzw. erhöht werden anstatt, wie herkömmlich, den Steuervorgang erst bei Errei­ chen eines Füllgradextremums einzuleiten. Diese "vorausschau­ ende" Steuerung ermöglicht auch z. B. den Einsatz größerer bzw. schwererer Folienvorratsrollen, die sich trägheitsbe­ dingt nur langsam beschleunigen lassen. Größere Folienvorräte bedeuten weniger Maschinenstillstandszeiten, da ein Rollen­ wechsel weniger häufig durchgeführt werden muß. Ein in Speicherlängsrichtung wirkender Abstandssensor ist gegenüber herkömmlichen in Speicherquerrichtung wirkenden Lagesensoren auch insofern vorteilhaft, als ein einziger Sensor ausreicht, um sowohl Füllgradmaxima, als auch Füllgradminima zu detek­ tieren.

Claims (14)

1. Speichereinrichtung zur Aufnahme eines Schlaufenab­ schnitts einer bewegten, flexiblen Materialbahn, insbe­ sondere einer Prägefolienbahn, zwischen einem der Speichereinrichtung vorgeschalteten Zufuhrbereich, in dem die Materialbahn mit einer Zufuhrbahngeschwindigkeit bewegt wird, und einem nachgeschalteten Abfuhrbereich, in dem die Materialbahn mit einer mindestens zeitweise von der Zufuhrbahngeschwindigkeit abweichenden Abfuhr­ bahngeschwindigkeit bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (16, 19) zufuhrseitig eine erste Zugeinrichtung (35, 55) zum Einziehen der Mate­ rialbahn in die Speichereinrichtung und abfuhrseitig eine gesonderte, zweite Zugeinrichtung (35, 56) zum Einziehen der Materialbahn in die Speichereinrichtung aufweist.

2. Speichereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Zugeinrichtung (35, 55) und/oder die zweite Zugeinrichtung (35, 56) mindestens eine in eine Einzugrichtung (43) bewegbare, vorzugsweise ab­ schnittsweise ebene Antriebsfläche (41, 42) sowie Andruckmittel (44, 45, 46) zum flächigen Andrücken der Materialbahn an die Antriebsfläche aufweist, wobei vorzugsweise eine Geschwindigkeit der Antriebsfläche in Einzugsrichtung größer ist als die Geschwindigkeit der anliegenden Materialbahn (8) in Einzugsrichtung.

3. Speichereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zugeinrichtung (35, 55) und/oder die zweite Zugeinrichtung (35, 56) mindestens ein umlaufendes, mit jeweils einem ebenen Abschnitt seiner Außenfläche die Antriebsfläche (41, 42) bildendes Transportband (38, 39) aufweist.

4. Speichereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckmittel mindestens eine Saugeinrichtung (44, 45, 46) zur Ansaugung der Materialbahn (8) an die Antriebsfläche (41, 42) umfas­ sen.

5. Speichereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zugein­ richtung (35, 36) und die zweite Zugeinrichtung (55, 56) einander zugewandte und/oder im wesentlichen parallel zueinander verlaufende Antriebsflächen (41, 42) aufwei­ sen.

6. Speichereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Einstellung der durch die erste Zugeinrichtung und/oder die zweite Zugeinrichtung auf die Materialbahn bewirkten Zugkraft vorgesehen sind, wobei vorzugsweise die Saug­ stärke einer Saugeinrichtung und/oder die Bewegungsge­ schwindigkeit einer Antriebsfläche steuerbar ist.

7. Speichereinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung der Speicher­ füllung eine Sensoreinrichtung (50) vorgesehen ist, die mindestens einen Abstandssensor zur Erfassung eines Abstandes zwischen einem freien Schlaufenteilabschnitt (49) des Schlaufenabschnitts und einer Bezugsposition aufweist.

8. Speichereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sensoreinrichtung (50) zur Erfassung einer Änderungsgeschwindigkeit der Speicherfüllung ausgebildet ist.

9. Speichereinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung mindestens eine auf einen freien Schlaufenteilabschnitt (49) ausrichtbare Sendeeinrichtung (51) zur Erzeugung elek­ tromagnetischer und/oder akustischer Wellen, und vor­ zugsweise mindestens eine Empfangseinrichtung zum Empfang von durch den freien Schlaufenteilabschnitt (49) reflektierten Wellen aufweist.

10. Speichereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sendeeinrichtung (51) mindestens eine Laserlichtquelle und/oder die Empfangseinrichtung mindestens eine Fotodiode aufweist.

11. Speichereinrichtung nach einem der vorhergehenden Anspüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Speiche­ rung mehrerer paralleler, vorzugsweise unabhängig voneinander bewegbarer Materialbahnen ausgebildet ist und daß die Sensoreinrichtung (50) mindestens einen Sensor aufweist, der zur zeitlich aufeinanderfolgenden Erfassung der Speicherfüllung bei mindestens zwei parallel bewegbaren Materialbahnen zwischen den Mate­ rialbahnbereichen verfahrbar ist.

12. Prägevorrichtung, insbesondere Heißprägevorrichtung, mit einem Prägewerk (2), bei dem zwischen einem Prägezylin­ der (3) und einem Gegendruckelement, insbesondere einem Gegendruckzylinder (4), ein Prägespalt (5) gebildet ist, und mit einer Transportvorrichtung zum Transport einer Prägefolienbahn von einem Folienvorrat (15) durch den Prägespalt (5) zu einer Foliensammeleinrichtung (20), wobei die Transportvorrichtung Folienbeschleunigungsmit­ tel (17) aufweist, die derart ausgebildet sind, daß sich die Prägefolienbahn zumindest während eines Prägeinter­ valls geschwindigkeitsgleich mit einer zu beprägenden Materialbahn durch den Prägespalt bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Folienvorrat (15) und den Folienbeschleunigungsmitteln (17) und/oder zwischen den Folienbeschleunigungsmitteln (17) und der Folien­ sammeleinrichtung (20) mindestens eine Speichereinrich­ tung (16, 19) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 ange­ ordnet ist.

13. Prägevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Folienbeschleunigungsmittel (17) zur Erzeugung einer ungleichmäßigen Bewegung der Material­ bahn (8) ausgebildet sind, vorzugsweise zur Erzeugung einer Vorwärts/Rückwärtsbewegung, bei der die Material­ bahn zeitweise in einer der Haupt-Transportrichtung (18) entgegengesetzten Rückwärtsrichtung bewegt wird.

14. Prägevorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Folienvorrat, der vorzugsweise eine Abwickelspeicherrolle (15) für die Prägefolienbahn umfaßt, bzgl. der Abgaberate der Prägefolie steuerbar ist, vorzugsweise in Abhängigkeit des Füllgrades und/oder einer Änderungsgeschwindigkeit des Füllgrades einer ihm nachgeschalteten Speichereinrichtung (16).